緩沖溶液的配置和計算
1.選擇緩沖對
選擇緩沖對的原則:
① 緩沖對中共軛酸的pKa ≈ pH;
② 所選緩沖對除可與 H+ 或 OH- 反應(yīng)外,不能與反應(yīng)系統(tǒng)中的其它物質(zhì)發(fā)生副反應(yīng);
③ 低毒、經(jīng)濟(jì).
2. 配制
① 選定緩沖對后,根據(jù)緩沖溶液pH計算公式 pH = pKa - lg(ca/cb) ,計算 ca / cb 值;
② 使 c總= 0.01~0.1 mol·L-1 之間,分別計算所需酸、堿量;
③ 按計算結(jié)果準(zhǔn)確稱或量取試劑,按實驗室一般溶液配制方法配制并定容;
④ 用酸度計測定所配緩沖溶液的pH值,貼標(biāo)簽.
緩沖溶液的緩沖原理
具備緩沖作用的緩沖溶液,通常針對溶液中放入一定量的酸和堿,能夠起到防止溶液PH值產(chǎn)生一定變化的良好作用。一般來說,弱酸以及其鹽溶液混合而成的溶液、弱堿與其鹽溶液進(jìn)行混合的溶液等,都可以被稱為緩沖溶液。能夠產(chǎn)生對酸的緩沖作用,是由于其中的弱酸根離子的原因。如果向該溶液里面滴加定量的強(qiáng)酸物質(zhì),氫離子勢必要被弱酸根離子消耗完。這樣就能維持PH的固定值,使其不會變化。如果加入適量強(qiáng)堿,溶液里的弱酸會消耗氫氧根離子,從而阻礙PH發(fā)生改變。
生物緩沖劑
舉例來說明下:像碳酸suan氫鈉和碳酸鈉,磷酸一氫鈉和磷酸鈉等等多元弱酸鹽組成的溶液就有緩沖作用。在這些溶液中加強(qiáng)酸物質(zhì),碳酸鈉或者磷酸鈉就會吸收氫離子形成碳酸uan氫鈉或者磷酸一氫鈉,加一定量的強(qiáng)堿,碳酸suan氫鈉或者磷酸一氫鈉就會中和氫氧根離子,生成碳酸鈉或者磷酸鈉。從而避免了溶液中存在大量的氫氧根和氫離子,進(jìn)而確保了溶液穩(wěn)定的PH環(huán)境。
緩沖溶液中適量加入強(qiáng)酸和強(qiáng)堿,溶液的PH值基本不會發(fā)生變化。但是,假如加入的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的分量過多時,這時的緩沖溶液就會失去基本的緩沖性能。由此可充分說明緩沖溶液的緩沖能力是有一定限度的。通常緩沖能力與組成緩沖溶液的組分濃度相關(guān)。濃度越大,緩沖能力越大。反之,濃度越小,緩沖能力也就越小。